今年中国新能源汽车渗透率预计有可能达到35%。没有一个人的朋友圈是清白的,每个人多少认识些村通电的车友。
渗透率35%的市场,关注点变得非常高级,电池容量多少、电压平台多高、充到八成需要多快,乃至芯片什么档次、算力多少、激光雷达几个。
但是这个升级并不线性,渗透率3.5%时的问题,并没有完全得到解决。
根据应急管理部消防救援局发布的数据,2021年全国新能源车发生的火灾事故约3000起,起火概率约0.038%,高于燃油车的0.01~0.02%。
数字很小,但是一旦发生,对于个体的生命财产意味着不可挽回的损失。安全顶不顶,仍是消费者的疑惑和焦虑。
这成为大厂出手的首要命题。比如上汽通用别克首款奥特能平台大五座智电SUV,Electra E5,依托通用超过25年的电动化经验和前瞻技术优势,实现更安全、更可靠的能力提升。
别克大五座智能纯电SUV Electra E5试装车
新车采用通用汽车自研三电,分两驱和四驱,CLTC续航超过600公里。电池采用定制专属的811配方电芯, 在正极配方定向掺杂稀土元素铆定游离氧,并搭建核壳结构,原位涂层包覆,减少正极发生负反应,降低氧的释放量,热稳定性提升10%。
同时配备业内创新的可无线连接的电池管理系统,减少90%的线束和大量连接器、接插件,降低系统复杂度,也降低传统线束老化带来的故障风险,提升系统运行的质量和寿命。如果有模组出现热失控并导致该模组的CMU无线通讯管理单元失效,失效模组周边的CMU无线通讯管理单元将会主动唤醒电池管理模块进行急速冷却。
从技术到真正落地,需要制造环节确保执行。
日前,我们参观了上汽通用位于武汉的奥特能超级工厂,Electra E5正是在此投产。这是上汽通用汽车在电动化和智能网联化新技术领域700亿元投入的重点项目之一,是继上海金桥奥特能超级工厂之后,第二座奥特能超级工厂。
武汉奥特能超级工厂具备全球领先的高精度加工与装配工艺、高标准的品控管理和高柔性的共线生产能力,结合全生命周期数据可追溯的智能制造科技,将为奥特能平台电池和电驱系统的高品质生产提供强大保障。
其电池车间的模组上线工位首次融合“机器人、3D点云视觉、力控感知”技术于一体,安装精度可达0.2mm,有效避免模组在组装过程中由于磕碰造成的潜在安全风险,确保装配过程电池零损伤。
数字孪生机器人结合3D视觉定位进行高精度安装
电池模组拧紧工位首次使用六轴全自动一次性拧紧的装配技术,相比同类工艺效率提升50%,且拧紧过程关键参数扭矩、角度可100%监控与追溯,工艺精度和质量达到行业领先。
数字孪生机器人将电池模组装入电池壳体当中
电池包的涂胶、合盖、拧紧工艺,全部基于数字孪生技术的机器人自动完成。在设计涂胶装配方案时,针对轨迹、速度、出胶量等工艺参数进行数百次虚拟仿真,并结合大数据算法导出最优参数,生产时将多次运行后的最优程序输出到现场设备。通过采用深度学习算法的视觉技术进行多重质量保证,安装工艺实现测量精度小于0.1mm,为奥特能电池包满足IP67防尘防水和IP6K9K高压喷水防护的密封等级提供关键保障。
得益于世界一流的设备,武汉奥特能超级工厂的电驱车间机加工线实现了从上料、加工、清洗、测试、检测到下线的全过程自动化生产,全线纳入2微米工程,从制造、测试、检查全过程,实现微米级超高精度加工。
高精度、高自动化的奥特能电驱车间机加工生产线
电机的定子和转子装配采用行业首创的自适应浮动导向设计,开发灵敏浮动单元,结合伺服压机力感知技术,提高定位精度和装配质量。并且安装全过程采用闭环监控,将电机装配精度控制在50微米以内,相当于一根头发丝的直径。
电机(定子/转子)装配工位首创高精度浮动装配单元技术
电池车间的整包电测工艺可模拟电池包在整车上的真实运行工况进行电性能测试,包含15个测试步骤和3000条测点内容,确保电池包的高品质和性能的一致性。在电池包电测过程中运用红外热成像设备来实时监测电池包温度,对于发热异常有质量缺陷的电池包能够准确识别,提高产品质量和安全性。
得益于奥特能平台业内首创的可无线通讯的电池管理技术,武汉奥特能电池车间是继上海奥特能超级工厂之后第二个在产线上采用无线通讯技术的车间,在电测预检环节可避免传统电池测试接头插拔带来的零件损伤,大幅提升装配质量和产线效率。整个测试放电过程将进行能量回收,多余能量反馈至电网,降低了生产过程中的能源损耗,实现更绿色更节能的生产。
模拟真实行车工况进行电池系统性能检测
电池包壳体和电池冷却系统的密封质量方面,电池车间采用了行业最严苛的密封测试标准,从零部件开始,就运用高精度气密仪对电池来料、过程及总成进行100%气密性检测,且结果可全生命周期追溯。如此可保证电池模组和其他元器件工作环境的稳定性,大幅提升产品耐用性,延长使用寿命。
100%气密性检测
值得一提的是,常规的密封性测试方法耗时长且易受环境影响,因此武汉奥特能超级工厂通过对现有泄漏测试曲线数据进行统计分析,运用机器学习方法建立预测算法模型,实现泄漏测试时间的缩短以及不同温度下的泄漏量自适应补偿,确保产品交付质量。
电驱车间采用严苛的最终性能测试标准,会模拟整车真实工况,结合数理统计、相关特性分析,进行智能诊断,对电驱整机进行包含密封、绝缘、功能3大类共7大项的性能测试。最终下线前还会采用机器人智能视觉技术进行产品下线智能质量检查,相比于传统人工检查方式更快速可靠。同时,结合工业大数据及视觉追溯技术,通过对每个零件的生产全过程质量数据分析和精确追溯,确保产品零缺陷。
3D视觉机器人对奥特能电驱下线总成进行质量检查
此外,奥特能电驱车间拥有世界一流水平的高柔性、高精度、高自动化的机加工生产线。针对前/后驱不同造型的电驱单元,利用人工智能算法与虚拟仿真技术,通过数字化工艺开发,自动化工艺编排,全面化校核验证,实现工艺规划全过程智能化设计,助力柔性化生产。
立式双面夹具设计可适应不同型号的前后驱电驱及衍生子型号产品
武汉奥特能超级工厂的电驱车间首创模块化、柔性化的压装单元,8台柔性压装单元设备即可实现54个零件的高精度自动压装,未来可逐步实现2大系列、高达22种电驱子型号的共线生产。在实现柔性压装的同时,该设备还具备压装全过程的质量监控能力,确保质量万无一失。
电驱车间加上电池车间,武汉奥特能超级工厂可满足多款奥特能平台纯电车型三电系统的生产需求,为今年厚积薄发、推进电动化战略做好准备。